本发明涉及一种区域能源互联网中柔性负荷控制系统的有功功率控制策略以及计及用户侧发电的配电网自动控制
技术领域：
：，尤其涉及柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法。
背景技术：
：：随着配电网负荷侧控制技术的逐步研究深入，以电能为支撑，综合利用冷、热、电、热水等多种分布式能源的柔性负荷控制系统是一种全新的区域配电网组织形式，它充分利用负荷侧的能动性及用户侧发电的即发即用特性，提高了负荷侧的用电经济性。现有技术中，对于出现负荷不平衡情况时(不平衡是指在区域电网的总有功功率缺额大于零或小于零)，通常会通过直接切除负荷或者切除发电设备的方式，这种调节控制方式虽然能够快速实现负荷平衡，但是也会造成对系统的冲击，而且十分影响用户体验。技术实现要素：本发明的目的是提供一种柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法，用于解决区域电网的用户体验差和系统稳定性问题。为实现上述目的，本发明的一种柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法包括：在区域电网的总有功功率缺额大于零时，所述总有功功率缺额是区域电网的有功负荷总量与区域电网的计划用电之差，步骤如下：1)增加该区域电网的发电功率；2)减小该区域电网的用电功率：减小该区域电网的柔性负荷的用电功率，若有功功率仍然不平衡，则切除可切负荷。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的一种改进，该方法中所述增加该区域电网的发电功率步骤中，增加用户侧发电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则投入该区域电网的替代能源或者增加该区域电网的替代能源的发电功率。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的另一种改进，该方法中所述减小该区域电网的用电功率步骤中减小该区域电网的柔性负荷的用户功率包括：减小可调负荷的用电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则减小可转移负荷的用电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则减小双向可控储能站点的用电功率。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的进一步改进，该方法中所述切除可切负荷时，相应修改并更新该区域电网的有序用电计划。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的另一种进一步改进，该方法中所述投入该区域电网的替代能源或者增加该区域电网的替代能源的发电功率时，相应修改更新该区域电网的有序用电计划。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的更进一步改进，该方法中所述减小可调负荷的用电功率、所述减小可转移负荷的用电功率或者所述减小双向可控储能站点的用电功率时，相应修改并更新该区域电网的有序用电计划。为实现上述目的，本发明的另一种柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法包括：在区域电网的总有功功率缺额小于零时，所述总有功功率缺额是区域电网的有功负荷总量与区域电网的计划用电之差，步骤如下：1)增加该区域电网的用电功率：增加可切负荷的用电功率，若有功功率仍然不平衡，则增加该区域电网的柔性电荷的用电功率；2)减小该区域电网的发电功率。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的一种改进，该方法中所述增加该区域电网的用电功率步骤中增加该区域电网的柔性负荷的用户功率包括：增加可转移负荷的用电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则增加双向可控储能站点的用电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则增加可调电荷的用电功率。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的另一种改进，该方法中所述减小该区域电网的发电功率步骤中，减小该区域电网的替代能源的发电功率，判断总有功功率缺额是否为零，若不是，则减小用户侧发电功率。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的进一步改进，该方法中所述增加可切负荷的用电功率时，相应修改并更新该区域电网的有序用电计划。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的另一种进一步改进，该方法中所述增加可转移负荷的用电功率、所述增加双向可控储能站点的用电功率或者所述增加可调负荷的用电功率时，相应修改并更新该区域电网的有序用电计划。作为本发明上述柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法的更进一步改进，该方法中所述减小该区域电网的替代能源的发电功率时，相应修改更新该区域电网的有序用电计划。本发明在该区域电网的总有功功率缺额大于零的情况下，采用首先考虑增加该区域电网的发电功率的方式，若不能达到调节需求再考虑减小该区域电网的用电功率的方式进行调节，并且在利用减小该区域电网的用电功率的方式调节的过程中，采用先减小该区域电网的柔性负荷的用电功率，再考虑减小可切负荷的用电功率。这样的调节顺序有利于提升用户体验，在能够调节的范围内，尽量减少对用户使用的影响，并且减小对系统冲击的可能性，有助于提到系统稳定性。在增加该区域的发电功率的过程中，优先考虑增加用户侧的发电功率，若不能满足调节需求再考虑替换能源的利用，这样的顺序能尽可能减少用电计划的更改，达到更有效、合理地预测规划整体用电计划。在减小该区域电网的柔性负荷的用电功率的过程中，首先考虑减小可调负荷的用电功率，其次是减小可转移负荷的用电功率，最后仍不能达到调节需求再考虑减小双向可控的储能站点的用电功率。优先考虑可调负荷，是基于可调负荷的优良的性能。不首先调节可转移负荷是考虑到，可转移负荷对时间影响不敏感，例如洗衣机等负荷，若首先调节可转移负荷还需要另行安排工作时间，造成后续控制过程繁琐。同理，优先考虑的可调负荷，不首先调节双向可控的储能站点的用电功率也是出于此考虑，尽量避免另行安排工作时间，减少后续繁琐控制过程。首先考虑减小可调负荷的用电功率，其次是减小可转移负荷的用电功率，最后仍不能达到调节需求再考虑减小双向可控的储能站点的用电功率，能够尽可能地降低改变过程对系统的冲击，解决了调节过程中系统的稳定性问题。本发明在该区域电网的总有功功率缺额小于零的情况下，采用首先考虑增加该区域电网的用电功率的方式，并且在利用增加该区域电网的用电功率的方式调节的过程中，采用先增加该区域电网的可切负荷的用电功率，再考虑增加柔性负荷的用电功率，若不能达到调节需求再考虑减小该区域电网的发电功率的方式进行调节。这样的调节顺序有利于提升用户体验，在能够调节的范围内，尽量减小对用户使用的影响，减小对系统冲击的可能性，有助于提到系统稳定性，并且充分利用区域内的可再生能源及多种其他能源。在增加该区域电网的柔性负荷的用电功率的过程中，首先考虑增加可转移负荷的用电功率，其次是增加双向可控的储能站点的用电功率，最后仍不能达到调节需求再考虑增加可调负荷的用电功率，是基于用电计划的安排和提升用户体验。优先考虑增加可转移负荷的用电功率以及增加双向可控的储能站点的用电功率，是考虑到对用电计划中的安排以及用户体验密切相关的可转移负荷(例如洗衣机等负荷)以及双向可控的储能站点能够得到及时的安排响应，并且在此基础上能够尽可能地降低改变过程对系统的冲击的可能性，解决了调节过程中系统的稳定性问题。在减小该区域的发电功率的过程中，优先考虑减小替代能源的发电功率，若不能满足调节需求再考虑减小用户侧的发电功率，这样的顺序能最大化区域电网内的用户侧发电，提供用电的经济性，达到更有效、合理地预测规划整体用电计划。本发明针对区域电网内柔性负荷有功功率控制提出了一种有效的闭环控制策略。柔性负荷不再只是笼统的可调负荷，而是包括用户侧发电、电动汽车、大型楼宇中央空调等设备在内的，有具体应用场景和用电特性的可控单元。充分利用不同用电特性的柔性负荷的响应特性，提高了柔性负荷的控制合理性和决策速度，建立合理的能源分配与节能策略，提高用户侧发电的经济性，保障能源的持续可控供应，实现区域内多种能源协调控制和综合能效管理。附图说明图1是柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。Pcur表示当前区域电网的有功负荷总量，Pplan表示当前区域电网的计划用电，ΔPvacancy表示当前区域电网内的总有功功率缺额，则ΔPvacancy＝Pcur-Pplan区域电网内的用电功率差额裕度由ε表示。当|ΔPvacancy|-ε>0时，系统的用电情况不满足用电计划要求，则系统采用本发明的柔性负荷控制系统中有功功率不平衡的调节方法。如图1所示，当系统运行于有功功率不平衡的情况时，系统执行有功功率不平衡的动态功率调节方法，该方法将逐步调节区域电网内的柔性负荷，直至达到用电计划范围内。控制包括以下步骤：Step1：若ΔPvacancy＝0，表示用电功率满足计划需求，则策略结束。当ΔPvacancy>0时，表示系统当前的用电功率大于用电计划值，执行step2；当ΔPvacancy<0时，表示系统当前的用电功率小于用电计划值，执行step3。Step2：Step2-1：检测区域电网内的用户侧发电可增大功率ΔPrenew，ΔPrenew＝Prenew.max-Prenew.cur式中，Prenew.cur表示用户侧发电的当前出力，Prenew.max表示预测所得的用户侧发电当前最大可出力。若ΔPrenew≤0，则用户侧发电已达到最大，不可调节，转入step2-2。若ΔPrenew>0，则需要综合考虑自发电经济性，若增大用户侧发电后经济性指标仍合格，则增大区域电网内的可再生能源出力，调节后返回step1。Step2-2：检测区域电网内的替代能源是否可以启动替换，如地源热泵、储冰空调等，可替代的能源折算为电能ΔPsubsitution，ΔPsubsitution＝Psubsitution.max-Psubsitution.cur式中，Psubsitution.cur表示当前其他能源供给的用户用电折算为电能的功率，Psubsitution.max表示区域电网内多种能源可提供的最大用电功率。若ΔPsubsitution≤0，则不能通过电能替代减小用电功率，转入step2-3。若ΔPsubsitution>0，通过电能替代，综合利用区域内的多种能源，减小用电功率，并安排替代能源在负荷低谷时恢复，如储冰空调制冰等，调节后转入step4。Step2-3：检测区域电网内的可调负荷的用电功率Padjustable.cur，如智能楼宇的空调温度、大型车间的可调照明等，若Padjustable.cur≤0，则不能通过减小可调负荷用电来减小用电功率，转入step2-4。若Padjustable.cur>0，则调小可调负荷用电，计算可调负荷以当前功率运行的最大时长，安排被调小的负荷恢复用电的时间，调节后转入step4。Step2-4：检测区域电网内是否有可转移负荷Ptrans.cur已经投入。若Ptrans.cur≤0，即区域电网内当前没有投入可转移负荷，不可调节，转入step2-5。若Ptrans.cur>0,即有可转移负荷正在用电，则减小可转移负荷的投入功率，并安排被转移的负荷在低谷时间内用电，调节后转入step4。Step2-5：检测区域电网内的双向可控的储能站点(如电动汽车充换电站等)的荷电状态，若荷电状态不满足备用需求，则不可调节，转入step2-6。若荷电状态满足备用需求，即SOCcur≥SOCmin，式中，SOCcur表示当前区域电网内储能设备的荷电状态，SOCmin表示储能剩余电量下限。当荷电状态满足备用需求时，则检测当前是否有可以停止充电的储能设备个数Δn，通过减少在充的电池数量来降低区域内的用电功率，之后计算双向可控的储能电站内电池的可中断充电时长tcut，安排电池恢复充电时间，调节后转入step4。Step2-6：检测区域电网内是否存在可切负荷Pcut.cur，Pcut.cur表示当前区域内正在用电的可切负荷功率。若Pcut.cur≤0，即区域电网内当前没有可切负荷，不可操作，返回step1。若Pcut.cur>0,即存在可切负荷，则切断该负荷，计算被切负荷的补贴及可切除时间，并安排被切负荷的恢复用电时间，调节后转入step4。Step3：Step3-1：检测区域电网内是否有可切负荷未投入，ΔPcut＝Pcut.max-Pcut.cur式中，Pcut.max表示区域电网内的总可切负荷用电功率，Pcut.cur表示正在用电的可切负荷功率。ΔPcut即为可投入的负荷功率。若ΔPcut≤0，即区域电网内当前没有可投入的负荷，不可操作，转入step3-2。若ΔPcut>0,即存在可投负荷，则逐步投入负荷，投入后转入step4。Step3-2：检测区域电网内的可转移负荷功率是否可以增大，ΔPtrans＝Ptrans.max-Ptrans.cur式中，Ptrans.max表示区域电网内的总可转移负荷用电功率，Pcut.cur表示正在用电的可转移负荷用电功率。ΔPtrans即为可投入的负荷功率。若ΔPtrans≤0，即区域电网内当前没有可投入的负荷，不可操作，转入step3-3。若ΔPtrans>0,即存在未投入的可转移负荷，则逐步投入负荷，增加可转移负荷用电，调节后转入step4。Step3-3：检测区域电网内的双向可控的储能站点(如电动汽车充换电站等)的荷电状态，若荷电状态不满足备用需求，则不可调节，转入step3-4。若荷电状态满足备用需求，即SOCcur≥SOCmin，式中，SOCcur表示当前区域电网内储能设备的荷电状态，SOCmin表示储能剩余电量下限。当荷电状态满足备用需求时，则检测当前是否有可以启动充电的储能设备个数Δn，通过增加在充的电池数量来提高区域内的用电功率，之后计算双向可控的储能电站内以当前功率充电的最大充电时长tin，安排电池停止充电的时间，调节后转入step4。Step3-4：检测区域电网内的可调负荷功率是否可以增大，ΔPadjustable＝Padjustable.max-Padjustable.cur式中，Padjustable.max表示区域电网内的总可调负荷用电功率，Pcut.cur表示正在用电的可调负荷的功率。ΔPadjustable即为可增加的可调负荷用电功率。若ΔPadjustable≤0，即区域电网内当前没有可增加的可调负荷，不可操作，转入step3-5。若ΔPadjustable>0,即存在可增大的可调负荷，则逐步增大可调负荷用电功率，调节后转入step4。Step3-5：检测区域电网内通过电能替代减少的用电功率Psubsitution.cur，若Psubsitution.cur≤0，则不可操作，转入step3-6。若Psubsitution.cur>0，则减小通过电能替代方式承担的用电功率，如停止采用地源热泵调节室温；或安排其他能源恢复储备，如安排蓄冰空调制冰等。调节后转入step4。Step3-6：通过弃光、弃风等途径减小用户侧发电功率，调节后转入step4。Step4：修改并更新区域电网的有序用电计划，返回step1。上述实施例中步骤Step2-1和Step2-2属于增加该区域电网的发电功率，步骤Step2-3、Step2-4以及Step2-5都属于减小该区域电网的柔性负荷的用电功率，Step2-6是减小可切负荷的用电功率，这样的调节顺序有利于提升用户体验，在能够调节的范围内，尽量减少对用户使用的影响。在增加该区域的发电功率的过程中，步骤Step2-1是增加用户侧的发电功率，Step2-2是增加替代能源的提供电能，优先考虑增加用户侧的发电功率，若不能满足调节需求再考虑替换能源，这样的顺序能尽可能减小用电计划的改变，提高用户侧发电的经济性，保障能源的持续可控供应，达到更有效、合理地预测规划整体用电计划。在减小该区域电网的柔性负荷的用电功率的过程中，步骤Step2-3是减小可调负荷的用电功率，Step2-4是减小可转移负荷的用电功率，Step2-5是减小双向可控的储能站点的用电功率，首先考虑减小可调负荷的用电功率，其次是减小可转移负荷的用电功率，最后仍不能达到调节需求再考虑减小双向可控的储能站点的用电功率，这样的顺序充分利用不同用电特性的柔性负荷的响应特性，提高了柔性负荷的控制合理性和决策速度，合理考虑减小用电计划的改变，同时尽可能地降低改变过程对系统的冲击的可能性，解决了调节过程中系统的稳定性问题。同理，上述实施例中步骤Step3-1是增加可切负荷的用电功率，步骤Step3-2、Step3-3以及Step3-4都属于增加该区域电网的柔性负荷的用电功率，Step3-5和Step3-6是减小该区域电网的发电功率，这样的调节顺序有利于提升用户体验，在能够调节的范围内，尽量减小对用户使用的影响，在此基础上进一步利用不同用电特性的柔性负荷的响应特性，提高柔性负荷的控制合理性和决策速度。在增大该区域电网的柔性负荷的用电功率的过程中，步骤Step3-2是增加可转移负荷的用电功率，Step3-3是增加双向可控的储能站点的用电功率，Step3-4是增加可调负荷的用电功率，首先考虑增加可转移负荷的用电功率，其次是增加双向可控的储能站点的用电功率，最后仍不能达到调节需求再考虑增加可调负荷的用电功率，这样的顺序合理考虑了对时间影响不敏感的可转移负荷的用电情况，并且又充分减小用电计划的改变，尽可能地避免由于用电计划的改变造成的后续繁琐的控制过程，同时尽可能地降低改变过程对系统的冲击的可能性，解决了调节过程中系统的稳定性问题。在减小该区域的发电功率的过程中，步骤Step3-5是减小替代能源的发电功率，Step3-6是减小用户侧的发电功率，优先考虑减小替代能源的发电功率，若不能满足调节需求再考虑减小用户侧的发电功率，这样的顺序能尽可能提升用户体验，减小用电计划的改变，达到更有效、合理地预测规划整体用电计划。以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。当前第1页1 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